Как микробиом заставляет набирать вес, может ли он заменить паспорт
ИНТЕРНЕТ-МАГАЗИН ЗДОРОВЬЯ ВИТАБИО

8 495 660-35-28 

График работы:

9:00 — 20:00, без выходных

3 ВОПРОСА ПРО МИКРОБИОМ

ЧЕЛОВЕК СОСТОИТ ИЗ МИКРОБОВ, КАК БЫ НИ БЫЛО ЕМУ ТРУДНО СМИРИТЬСЯ С ЭТОЙ МЫСЛЬЮ. ОБЩЕСТВО МИКРОБОВ, А НЕ ОБЩЕСТВО ПОТРЕБИТЕЛЕЙ, ДИКТУЕТ НАМ, КАК ЖИТЬ И ЧЕМ ПИТАТЬСЯ. БЕЗ НИХ, ЕСЛИ ВЕРИТЬ НАУКЕ, НИКУДА

текст Б о р и с л а в К о з л о в с к и й

Человек состоит из клеток, но его собственные клетки — те, из которых сделан мозг, кожа или внутренние органы, — в организме в меньшинстве. Бактерий и других одноклеточных существ внутри каждого из нас в 10 раз больше: как минимум 100 триллионов на одного взрослого. На микробов, по самым приблизительным подсчетам, приходится около 200 граммов из тех цифр, которые показывают весы по утрам, так что можно смело считать, что это не наш вес, а их.

Aeroflot Premium June 2015 1

В детстве учат, что единственно верный способ взаимодействия с микробами — регулярно и тщательно мыть руки с мылом. Современная биология думает иначе.

Проект «Микробиом человека» был запущен в 2008 году. Его цель – составить полный список микробов в организме человека

Про триллионы микробов никак нельзя сказать, что они вредная или просто посторонняя жизнь, которая заглянула к нам внутрь погреться. Выясняется, что бактерии всех сортов активно сотрудничают с нашим организмом и помогают ему регулировать самые разные процессы, от кровяного давления до аллергии на арахисовое масло.

Больше того, у каждого человека набор микробов персональный, совершенно непохожий на чужие. Как, например, отпечатки пальцев или радужная оболочка глаза. По набору микробов можно восстановить самые разные эпизоды биографии — скажем, узнать, кормили ли индивида в младенчестве грудью и ходил ли он в университет.

Для личной армии микроорганизмов ученые придумали термин «микробиом» — по аналогии с «геномом». Человеческий геном расшифровали в 2003 году, а в 2008-м Национальный институт здоровья США запустил проект «Микробиом человека». Цель проекта — составить полный список микробов, встречающихся в человеческом организме. О том, что такое микробиом и какую практическую пользу его расшифровка принесет современной медицине, журналу «Аэрофлот Premium» рассказал Александр Алексеенко, исследователь из Медицинского центра Лангона в Университете Нью-Йорка.

 1. Как микробы заставляют набирать вес?

Мыши, как и люди, бывают толстыми и худыми. Склонность к ожирению можно запрограммировать у них генетически, и ученые давным-давно вывели линию мышей, с рождения обреченных толстеть. В 2006 году профессор Джеффри Гордон из Центра геномных исследований Вашингтонского университета в Сент-Луисе (США) задался вопросом, что творится у таких мышей в кишечнике. По сравнению с обычными мышами у толстяков оказалось на 50 процентов меньше бактерий типа Bacteroidetes, а бактерий типа Firmicutes, наоборот, на 50 процентов больше. На эти два типа приходится 90 процентов всего разнообразия микробов в мышином организме, поэтому эффект никак нельзя было назвать незначительным.

Aeroflot Premium June 2015 2

Здесь профессор мог бы всплеснуть руками и заявить: «Мало ли что бывает, когда обмен веществ нарушен! Не та фигура, не тот цвет лица, не те бактерии». Но Гордон предположил, что бактерии — причина ожирения, а не его следствие, то есть именно они делают мышь прожорливой. А «гены ожирения» просто создают для бактерий комфортные условия. От исследований микробиома напрямую зависит, какими лекарствами мы в ближайшем будущем будем лечиться, а от каких придется отказаться во избежание последствий. Для доказательства Гордону понадобилась третья порция грызунов. Специальную породу «безмикробных» мышей ученые выращивают в условиях абсолютной стерильности. Они рождаются и взрослеют в изолированной от мира камере, куда не попадает ни один микроб. Когда Гордон подсадил «безмикробным» мышам микрофлору толстых, они стали стремительно набирать вес.

Связь между бактериями и ожирением подтвердили в 2009 году исследования на людях-близнецах. В добровольцы приглашались пары-антиподы, где один из близнецов страдает лишним весом, а другой — излишней стройностью. Завербовали в общей сложности 154 человека. Как известно, у однояйцевых близнецов геномы одинаковые, следовательно, все различия следует списывать исключительно на микробиом. Рецепт ожирения для людей был таким: меньше Bacteroidetes и больше Actinobacteria.

Подсадка бактерий — процесс длительный и хлопотный. Можно ли повлиять на микробиом как-нибудь иначе? Элементарно! А именно с помощью антибиотиков, которые убивают часть бактерий.

«Мы с моим коллегой Мартином Блейзером во многих экспериментах показываем, что применение антибиотиков, особенно в раннем возрасте, может иметь очень длительное и чаще всего негативное влияние на человека», — говорит Александр Алексеенко. Один из выводов был, например, таким: если мышатам с рождения добавлять в корм пенициллин в малых дозах, они неизбежно наберут избыточный вес (если пересадить их поврежденную пенициллином микрофлору «безмикробным», случится то же самое).

В случае человека, уточняет Александр, это означает: антибиотики — штука рискованная, особенно в первые три года жизни. Но не только: «У взрослых людей также существенно меняется состав микробиома при применении антибиотиков».Это исчерпывающий ответ на вопрос, почему антибиотики не стоит принимать «на всякий случай». Одни антибиотики в этом смысле более опасны, другие — менее; эффект может различаться на порядки. Так что от исследований микробиома напрямую зависит, какими лекарствами мы в ближайшем будущем перестанем лечиться.

2. Может ли микробиом заменить паспорт?

В 2010 году научный журнал PNAS напечатал статью под заголовком «Криминалистическая идентификация по бактериальным сообществам кожи». Работа команды Ноаха Фирера из Университета Колорадо в Боулдере, по сути, утверждает: если в густонаселенном офисе собрать компьютерные клавиатуры, то по бактериям, живущим на их поверхности, можно с легкостью опознать владельцев техники. Aeroflot Premium June 2015 3Микробиом — структура индивидуальная, и ваш едва ли будет похож на микробиом соседа по open-space. А тем более на микробиом обитателя другого континента.

В 2015 году антропологи взяли биоматериал для анализа микробиома у 34 человек из небольшой группы индейцев яномамо, обитающих в лесах Амазонии на границе Венесуэлы и Бразилии. Подобные группы называют неконтактными племенами — это значит, что они до сих пор не соприкасались или почти не соприкасались с цивилизацией.

Чтобы лучше понять это определение, стоит посмотреть на снимки, сделанные в 2008 году с вертолета бразильскими чиновниками:возле хижин с соломенными крышами стоят неизвестные науке люди в набедренных повязках, вооруженные луками и копьями, и целятся в вертолет, откуда их фотографируют. На самом деле яномамо к 2008 году были уже известны науке, но жизнь их по-прежнему далека от цивилизации. Как считают антропологи, яномамо живут в полной изоляции последние 11 000 лет. 

У представителей племени обнаружилось самое пестрое в мире сообщество микробов: в среднем их микробиом на 40 процентов разнообразней условного европейского. При том что геномы европейцев и яномамо, да и вообще людей с разных континентов (и даже геномы человека и неандертальца) отличаются друг от друга куда в меньшей степени.Может быть, все дело в окружающей среде? В джунглях Амазонии она одна, в европейской деревне — другая, в небоскребе Сити — третья. Но похоже, что сам человек как среда обитания микробов важнее географических обстоятельств. Потому что бактерии путешествуют вслед за людьми, как домашние животные. Год назад группа биолога-эволюциониста Джека Гилберта из Университета Чикаго уговорила семь американских семей разрешить ученым приходить к ним домой в течение шести недель. Авторы работы хотели по строить «микробный портрет» каждого дома (то есть описать всех живущих там бактерий), собирая пробы в буквальном смысле по всем углам. Сообщество микробов на полу в кухне оказалось непохожим на обитающее в спальне или на ручке двери — но это был не самый главный и далеко не самый удивительный результат.

Аллергия – одна из реакций иммунной системы, а бактерия – одна из мишеней, заставляющих иммунитет срабатывать

Интрига заключалась в том, что три семьи за время эксперимента пережили переезд (одна даже дожидалась переезда в гостинице, и это было первое жилище, где семью навещали ученые). Исследователи получили возможность сопоставить свои наблюдения в старых домах (до переезда) и в новых. В результате обнаружилось, что «микробиом дома» переезжает вместе с семьей! На новом месте он восстанавливается за считанные дни. Микробы на новой ручке новой двери представлены в тех же пропорциях, что и на прежней. Та же закономерность распространяется на микробы на полу спальни или на кухонной плите. «Семейные традиции» с точки зрения биологов: дом новый — микробиом старый.

3. Как бактерии лечат аллергии?

Что общего у пыльцы, орехов, кошачьей шерсти и арахисового масла? Все это сильнейшие аллергены. Для каждого пункта из списка найдутся несчастные, которым после контакта с аллергеном в самых малых количествах понадобится медикаментозная или медицинская помощь. С 1997 года, сосчитали американские медики, частота пищевых аллергий в США выросла на 50 процентов, и совершенно непонятно, как с этим бороться.

В августе 2014 года эксперты из Чикагского университета опубликовали впечатляющее исследование, доказывающее, что вмешательство в микробиом способно помочь решить проблему аллергии. У мышей искусственно вызывали аллергию на арахисовое масло; особенно просто это оказалось проделать с теми грызунами, которые все детство получали антибиотики.
Но потом часть мышей снабжалась бактериями типа Clostridia, и аллергия исчезала бесследно. Другие бактерии (например, Bacteroidetes) такого лечебного эффекта, к сожалению, не имели.

Какой у этого лечения механизм?

Аллергия — одна из реакций иммунной системы, а бактерия — одна из мишеней, заставляющих иммунитет срабатывать. Организм учится правильно реагировать на неизвестные угрозы методом проб и ошибок, и бактерии помогают нашим молекулярным механизмам защиты как следует обучиться. Александр Алексеенко объясняет это так: «Иммунная система — она как собака.

Она ходит и рычит на все, что не похоже на хозяина. И на бактерию рычит, и на масло может рычать. Фактически для иммунной системы это одно и то же»

ФОТО: CORBIS/EAST NEWS, SCIENCE PHOTO/LEGION-MEDIA

Источник: Бортовой журнал Аэрофлот № 6 июнь 2015

 

 

Яндекс.Метрика